本发明涉及水利工程技术领域，尤其涉及一种大型轴流泵组合式断流装置。
背景技术：
轴流泵是适合于低扬程大流量泵站的主要泵型，其启动和关闭特性为：(1)受水泵特性的限制，轴流泵启动时需要开阀启动，以减少水泵启动轴功率，避免在启动过程中造成电动机堵转。(2)在水泵停机后，需要进行可靠的断流，避免停机后水流通过机组回流，造成机组倒转产生飞逸，对机组和泵站厂房造成危害。
根据出水流道的形式不同，目前大型轴流泵的断流方法包括以下2种：(1)当出水池水位变化幅度不大时，采用虹吸式出水流道，配以真空破坏阀的断流方式。(2)当出水池最低水位较高且变幅较大时，采用平直管式出水流道，在出口设置拍门或快速闸门断流。目前对于平直管式出水流道的断流一般有以下几种方法：①、单泵流量8m3/s及以下时，选用整体自由式拍门，目前基本都采用节能型侧翻式拍门断流；②、单泵流量大于8m3/s，选用快速闸门、双节自由整体式拍门或整体控制式拍门，这两种断流方法应设安全泄流设施，但对于外河侧最高运行水位较高的堤后式大型泵站，由于外河侧高水位的顶托，其溢流设施设置较为困难，如在快速闸门上开设小拍门作溢流设施，则对快速闸门设计及制造要求较高，且由于门体上开设小拍门，增加了快速闸门的故障率；如采用有控制的拍门作为断流装置，则要增加一套液控装置，这两种断流方法开停机程序设计复杂，水工结构布置难度大，设置不当将给工程和设备安全带来较大的威胁；③、单泵流量大于8m3/s轴流泵机组采用大型侧翻式拍门断流方法，机组开停机程序简单且能够满足轴流泵开阀启动的要求，但随着单泵流量的增加，侧翻式拍门的门页尺寸也将加大，而拍门闭门力亦将增大，大的闭门力将为拍门安全运行带来潜在危害；另外，门页尺寸的加大将造成密封面长度加长，随之带来漏水量加大，特别是外河侧水位较高时，为机组检修排水增加困难，甚至造成无法排除流道内积水；如果泵站若干台机组共用1个出水箱涵，当一台机组的侧翻式拍门门页损坏时，将造成整个泵站无法运行。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种大型轴流泵组合式断流装置。
本发明提出的一种大型轴流泵组合式断流装置，水泵的平直管出水流道，在平面上被混凝土隔墩均分为两孔，在每孔出水流道上均设置一套快速闸门和一套同门座多门页式侧翻式拍门形成所述的组合式断流装置，快速闸门布置在侧翻式拍门靠近水泵一侧；快速闸门采用液压启闭机控制，并采用封闭式门井。
优选地，水泵的平直管出水流道在平面上被混凝土隔墩均分为两孔，每孔的宽度小于或者等于2.4m，每孔出水流道高度根据水泵流量设置，其出口面积满足出口水流速度不大于2.0m/s。
优选地，混凝土隔墩的宽度大于或等于1.2m。
优选地，侧翻式拍门的门缝处设置有流线型密封座。
优选地，侧翻式拍门的每只门页安装一个缓冲装置。
优选地，开机步骤如下：首先开启快速闸门至全开状态，然后开启水泵。
优选地，关机时，同时关闭水泵和快速闸门。
优选地，每套同门座多门页式侧翻式拍门包含4片门页。
优选地，每套同门座多门页式侧翻式拍门中各片门页面积相等。
本发明提出的一种大型轴流泵组合式断流装置，通过快速闸门和侧翻式拍门的配合，利用侧翻式拍门进行断流，极大地简化了机组开、停机流程；采用同门座多门页式拍门，合理设计侧翻式拍门门页宽度，降低了闭门力及开启阻力，同时减小了断流装置在水泵正常运行时对水流的阻力，降低了工作能耗；快速闸门设置在拍门后仅作为侧翻式拍门的后备保护装置，其正常工作状态下开启和关闭只在静水中进行，有效降低了液压启闭机实际工作容量，实现泵站运行节能；整体式快速闸门设置在出水流道1中，有效隔断外河侧水，不但起到了有效的防洪效果，而且为检修机组提供了可靠的保障措施。
本发明中，取消了溢流设施，简化了堤后式大型泵站汇水箱结构布置，提高了泵站的安全性，并降低了投资。且，本发明中，通过合理的关机流程，能够保证在侧翻式拍门损坏不能发挥断流作用的情况下，将回流水对机组产生的危害限制在可控范围内。
附图说明
图1为本发明提出的组合式断流方法装置布置剖面图；
图2为本发明提出的组合式断流方法装置布置平面图；
图3为同门座多门页式侧翻式拍门的安装正视图。
具体实施方式
图1、图2、图3所示为本发明提出的一种大型轴流泵组合式断流装置的布置图。具体的，水泵的平直管出水流道1，在平面上被混凝土隔墩5均分为两孔，在每孔出水流道1上均设置一套快速闸门2和一套同门座多门页式侧翻式拍门3形成所述的组合式断流装置。
两孔设置，且每套同门座多门页式侧翻式拍门包含4片门页，有利于减少侧翻式拍门3停泵闭门撞击力。本实施方式中，每孔的宽度不超过2.4m，每孔出水流道1高度根据水泵流量确定，其出口面积满足出口水流速度不大于2.0m/s。且，混凝土隔墩5的宽度不小于1.2m，以方便布置快速闸门槽及满足侧翻式拍门3的安装及开启要求。
本实施方式中，快速闸门2布置在侧翻式拍门3靠近水泵一侧，以防止侧翻式门页在工作时被水流冲掉卡在快速闸门槽范围内，造成快速闸门2不能可靠关闭。
快速闸门2采用液压启闭机控制，并采用封闭式门井4。如此，门井4即作为闸门的运行通道，又作为出水流道1的一部分。本实施方式中，快速闸门2自重满足2min内完成动水关闭的要求。
本实施方式中，为了保持侧翻式拍门3的密封性，减少拍门漏水量，在门缝处设置具有足够刚度的流线型密封座；为了进一步减少侧翻式门页的停泵闭门撞击力，每只门页安装1个缓冲装置。
本实施方式提供的组合式断流装置，开机步骤如下：首先开启快速闸门2至全开状态，然后开启水泵。如此，由于同门座多门页式侧翻式拍门3需要开启的启门力非常小，故当拍门前后水位差在很小的情况下，依靠水泵出水造成的拍门前后压力差便可很快打开侧翻式拍门3，从而实现轴流泵开阀启动。
本实施方式提供的组合式断流装置，关机时，同时关闭水泵和快速闸门2。电动机失电停机，水泵停止抽水，侧翻式拍门3在外河侧高水位的作用下，侧翻式拍门3自动关闭，在水流回流瞬间可靠完成断流；快速闸门2在静水状态下按给定规律进行关闭，其作用有二，其一，防止侧翻式拍门3关闭不严时回流水造成机组蠕动；其二，防止在正常运行时，侧翻式门页被水流冲掉，无法完成断流造成水泵倒转。
本实施方式提供的组合式断流装置，在事故停电的情况下，通过泵站直流电系统，开启液压启闭机下腔供油管路上的电磁阀，液压启闭机在自重作用下进行关闭，实现可靠断流，防止同时发生拍门损坏时回流水对机组造成危害。
以下结合一个具体的实施例对以上组合式断流装置的布置做进一步说明。
以流域面积205km2a河为例，为解决a河流域内的b区域排涝能力不足的问题，现新建排涝流量100m3/s的c泵站使b区域达到排涝标准，其规划参数见表1。
经技术经济比较，c泵站采用堤后式布置，安装5台套2800zlb22－7.0(叶轮直径为2450mm)型立式轴流泵机组，单机设计流量22m3/s,配套电机型号为tl2200-36/325，单机2200kw。泵站装置布置见附图1，顺水流方向，泵站建筑物主要有：引水渠、拦污检修闸、前池、泵房、压力水箱、穿堤出水涵(含出口防洪闸)、出水渠等。
表1规划设计参数表
2、组合式断流方法的应用
本站为堤后式布置，单机流量大，外河侧水位较高，无论采用快速闸门2断流，还有用有控制的分节式拍门断流，其溢流设施布置均较困难，且机组控制流程也比较复杂，课题组经反复研究，决定采用侧翻式拍门3与快速闸门2组合的断流方法，同门座多门页式侧翻式拍门3的应用简化了机组开、停机控制流程，快速闸门2作为后备保护，保证机组及泵站安全。
(1)、出水流道1的设置：水泵出水流道1采用平直管式出水流道1，其设计参数满足以下要求：流道型线变化比较均匀，当量扩散角不大于120；流道出口流速不大于2m/s,流道中间隔墩起点距离机组中心线的距离不小于水泵出口直径的2倍。出水流道1单孔不大于2.4m。
经反复比较计算，本站流道设计参数如下：流道扩散角为90，流道出口流速为1.79m/s，流道中间隔墩起点距离机组中心线的距离为11.6m，大于水泵出口直径的2倍(水泵出口直径为2.8m)，出水流道1单孔宽度为1.8米，高度为3.4米。
(2)、快速闸门2的设置：每台机组的出水流道1上设置2套快速闸门2，门孔净尺寸为1.8m×3.4m(宽×高，立面投影尺寸)。单扇闸门重3.13t，配重压重为2.1t，单扇门闭门时总重为5.23t。依靠门体自重能够在2min内完成动水关闭。
(3)、同门座多门页式侧翻式拍门3的设置：本站每台机组在流道出口处被隔墩平均分为2孔，每孔尺寸为1.8m×3.4m(宽×高),在每孔流道出口安装一套4门页式侧翻式拍门3，每只门页的正面投影尺寸为0.9m×1.7m，4只门页的通过铰轴固定在同一门座上，在门缝处设有流线型密封座。
c泵站工程运行检验证明：组合式断流方法在泵站运行中开、停机程序简单、节能、安全可靠。可见，采用本发明组合式断流方法，成功解决了c泵站不便设置溢流设施的难题，简化了机组开、停机流程。保证了c泵站安全、高效的运行，确保了c泵站功能的正常发挥，使整个c区域的洪涝能力达标。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。